كيف نستفيد من الفلزات

كتابة: ابتسام مهران آخر تحديث: 02 مارس 2021 , 15:20

ما هو تعريف الفلزات

تعتبر الفلزات هي مجموعة صغيرة للغاية من العناصر الموجودة في الجدول الدوري للعناصر على طول الخط المتعرج الذي يميزان المعادن عن غير المعادن ويتم سحبها من البورون والألومنيوم إلى الحدود بين البولونيوم والأستاتين ، ومن المفترض أن يتم تصنيف الأستاتين على أنه مادة غير معدنية أو فلزية . [1]

ما هي خصائص الفلزات

تحتوي الفلزات على خصائص وسطية بين المعادن واللا فلزات ويوجد لديه خصائص يصعب وصفها ومن ضمن هذه الخصائص الآتي :

الاكسدة، وهي قادرة على تشكيل الزجاج والسبائك عند مزجها بالمعادن ، فإنها تشكل السبائك حيث تتشكل المتأصلات المعدنية وغير المعدنية الانصهار حيث تتقلص فلزات قليلة عندما تذوب تتشكل المركبات عندما تتفاعل مع الهالوجينات .

هي موصل جيد للكهرباء، حيث تعتمد تفاعلات الفلزات على خصائص العناصر التي تتفاعل معها ، الطاقة الكهربية وطاقة التأين هي بين المعادن واللا فلزات . [1]

من ضمن خصائص الفلزات أنها مواد صلبة بلورية حيث أنه في معظم الحالات لديهم بنية بلورية بسيطة بشكل نسبي تتميز بتعبئة قريبة من الذرات ودرجة عالية من التناظر .

تحتوي ذرات المعادن على أقل من نصف مجموعة الإلكترونات الكاملة في غلافها الخارجي بسبب هذه الخاصية وتميل المعادن إلى عدم تكوين مركبات مع بعضها البعض . [2]

كيف نستفيد من الفلزات

للفلزات العديد من الاستخدامات حيث من الممكن أن نستفيد منها من خلال :

  • البورون : والذي يستخدم في الألعاب النارية حيث يتميز بجودة تعمل على تغيير اللون إلى اللون الأخضر عند حرقه، فهي واحدة من أكثر الفلزات انفجار .

كما يتم استخدامه على شكل حمض البوريك ويمكن استخدامه كمنظف ، كما يمكنه أن يعمل عند استخدامه بكميات صغيرة كعامل شبه طبيعي لمكافحة الآفات .

  • السيليكون : يجد السيليكون تطبيق في رقائق الكمبيوتر لأنه يعتبر من أشباه الموصلات، يمكن استخدام السيليكون على شكل سيليكون كمادة مانعة للتسرب على الأسطح حول أنابيب المياه .
  • الجرمانيوم : يستخدم الجرمانيوم في صناعات أشباه الموصلات لتحسين الخصائص الموصلة ، تستخدم مصابيح الفلورسنت وأجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء الجرمانيوم .
  • الزرنيخ : عندما يتم خلط الزرنيخ مع الغاليوم ، حيث يمكن استخدامه كأشباه موصلات ويجد تطبيقًا في مصابيح ، إنه سام لدرجة أنه يمكن استخدام الزرنيخ كمبيد حشري وفي الحفاظ على الخشب ، تستخدم سبائك الرصاص المستخدمة في تصنيع الرصاص الزرنيخ.
  • الأنتيمون : يستخدم الأنتيمون كأحد مكونات الدهانات ومينا السيراميك ، في العصور القديمة استخدم المصريون الأنتيمون كمستحضر تجميل .
  • التيلوريوم : يتم استخدامه كمادة مضافة في صناعة السبائك ويستخدم في صناعة الحديد الزهر والسيراميك لمنع الصدمات الحرارية .
  • البولونيوم : لا يوجد استخدام كبير للبولونيوم لأنه يعتبر العنصر الأكثر ندرة وهو شديد الإشعاع وسام بطبيعته . [3]

ما هي أهمية الفلزات

سواء كان ذلك من خلال مقياس المعدن أو سمك الطلاء المستخدم أو أداء السطح النهائي ، يوفر استخدام الفلزات العديد من الفوائد مقارنة بالمواد المماثلة خلال دورة حياة المنتج .

يضع تصنيع واستخدام الفلزات في البناء معيار عالي في الحد من النفايات ويتم إعادة تدوير النفايات المعدنية المتولدة أثناء التصنيع وأثناء التركيب في الموقع مما يؤدي إلى عدم وجود نفايات في المكب .

بالإضافة إلى ذلك يمكن استخدام منتجات الحديد والصلب الثانوية مثل خبث أفران الصهر من قبل صناعة البناء الأوسع لمجموعة من المنتجات بما في ذلك أحجار الطرق والركام الخفيف الوزن .

انخفضت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن تصنيع الصلب إلى النصف على مستوى العالم منذ الستينيات، تعتبر الفلزات منتج فريد من حيث إعادة التدوير تظل خصائصه دون تغيير بغض النظر عن عدد المرات التي يتم إعادة تدويرها ، وبالتالي يمكن إعادة تدويرها بشكل متكرر دون تدهور جودة المنتج . [4]

يعتبر الصلب هو أكثر المواد المعاد تدويرها في العالم حيث تم إعادة تدوير 459 مليون طن في عام 2006 أي ما يعادل 180 برج إيفيل يوميًا .

يمكن تصنيع جميع أنواع الفلزات الجديدة من الفولاذ الجديد المعاد تدويره ، وعلى الرغم من ذلك فإن الطلب المتزايد على الصلب والذي أصبح اليوم أكبر بنسبة 50٪ ، مما كان عليه قبل 10 سنوات والعمر الطويل للمنتجات المصنوعة من الفلزات ويؤخر توافره كخردة. [2]

ما هي فوائد المعادن

تعتبر المعادن أي فئة من المواد تتميز بـ موصلية كهربائية ، وحرارية عالية بالإضافة إلى قابليتها لـ التطويع والليونة وانعكاس الضوء العالي .

نجد ما يقرب من ثلاثة أرباع جميع العناصر الكيميائية المعروفة عبارة عن معادن حيث أن أكثر الأصناف وفرة في قشرة الأرض ، هي الألومنيوم والحديد ، والكالسيوم والصوديوم ، والبوتاسيوم والمغنسيوم .

توجد الغالبية العظمى من المعادن في الخامات حيث أن المواد الحاملة لـ المعادن مثل النحاس ، والذهب ، والبلاتين ، والفضة غالبًا تحدث في الحالة الحرة وذلك لأنها لا تتفاعل بسهولة مع العناصر الأخرى.

تتحد المعادن بسهولة أكبر مع اللافلزات ، مثل الأكسجين والكبريت والتي تحتوي عمومًا على أكثر من نصف الحد الأقصى لعدد إلكترونات التكافؤ.

تختلف المعادن بشكل كبير في التفاعل الكيميائي الأكثر تفاعلاً هي الليثيوم ، والبوتاسيوم ، والراديوم في حين أن تلك ذات الفعالية المنخفضة هي الذهب والفضة والبلاديوم والبلاتين .

تفسير الموصلية الكهربائية والحرارية العالية للمعادن البسيطة أي المعادن غير الانتقالية في الجدول الدوري بالرجوع إلى نظرية الإلكترون الحر .

فقدت الذرات الفردية في هذه المعادن إلكترونات التكافؤ الخاصة بها إلى المادة الصلبة بأكملها وتتحرك هذه الإلكترونات الحرة التي تؤدي إلى الموصلية كمجموعة في جميع أنحاء المادة الصلبة . [3]

أنواع الفلزات

تشمل معظم العناصر من المجموعة الفلزية القلويات والفلزات الأرضية القلوية ، والمعادن الانتقالية والأساسية ، حيث أن العناصر الأرضية النادرة على الرغم من أنها منفصلة في الجدول إلا أنها بالفعل تعتبر أنواع محددة من المعادن الانتقالية ، حيث أن هذه الأنواع تكون على النحو التالي :

  • الفلزات القلوية : المعادن القلوية في المجموعة في أقصى الجانب الأيسر من الجدول الدوري حيث أنها عناصر شديدة التفاعل ومميزة بسبب حالة الأكسدة ، وكثافة منخفضة بشكل عام مقارنة بالمعادن الأخرى .
  • المعادن الأرضية القلوية : تم العثور على معادن الأرض القلوية في المجموعة الجدول الدوري ، وهو العمود الثاني من العناصر كل ذرات الفلزات القلوية الأرضية لها حالة أكسدة .
  • المعادن الأساسية : تعرض المعادن الأساسية الخصائص التي يربطها الناس عمومًا بمصطلح معدن، إنها توصل الحرارة والكهرباء ولديها بريق معدني .
  • معادن الانتقال : تتميز المعادن الانتقالية بامتلاكها جزئيًا قشور إلكترونية مملوءة نظرًا لأن القشرة ممتلئة بشكل غير كامل فإن هذه العناصر تعرض حالات أكسدة متعددة وغالبًا تنتج مجمعات ملونة . [4]
زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق